陸榮君

摘 要：本文介紹了空客A330系列飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工作原理，對(duì)非典型性A330系列飛機(jī)疑難PACK故障原因進(jìn)行闡述，研究其主要原因，分析PACK系統(tǒng)流量控制活門(mén)不同工作狀態(tài)下造成的不同的故障現(xiàn)象，討論A330系列飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)故障的排故方向。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；A330；溫度控制；PACK；流量控制活門(mén)；ACM

中圖分類號(hào)：V245 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 民航空調(diào)系統(tǒng)概述

空調(diào)系統(tǒng)由高溫高壓的發(fā)動(dòng)機(jī)、APU、地面引氣設(shè)備提供的高壓縮引氣源、主熱級(jí)熱交換器和空氣循環(huán)機(jī)（ACM機(jī)）組成。首先引氣和沖壓的冷空氣在熱交換器內(nèi)完成熱交換，隨后進(jìn)入空氣循環(huán)機(jī)（ACM機(jī)）。空氣循環(huán)機(jī)（ACM機(jī)）就是一個(gè)把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，核心部件是渦輪，是一種空氣流過(guò)之后對(duì)外做功降溫的部件。引氣通過(guò)空氣循環(huán)機(jī)（ACM機(jī)）后本身的溫度和壓力在空氣循環(huán)機(jī)（ACM機(jī)）結(jié)構(gòu)的渦輪出口大大降低，獲得溫度低于0℃的引氣，再與不經(jīng)過(guò)ACM機(jī)的熱路引氣按一定的比例混合，之后就可以向客艙提供舒適環(huán)境并增壓。同時(shí)一部分冷路引氣可以直接混合熱路引氣對(duì)電子設(shè)備艙進(jìn)行冷卻。民航ACM機(jī)的工作原理相同，都是氣體通過(guò)渦輪對(duì)外做功內(nèi)能減小，溫度降低。僅僅配置不同而已，一般采取以下幾種形式：簡(jiǎn)單式、升壓式、三輪式。

2 A330 PACK系統(tǒng)工作原理

從引氣系統(tǒng)過(guò)來(lái)的高壓熱空氣經(jīng)由流量控制活門(mén)FCV到達(dá)初級(jí)熱交換器PRIMARY PART進(jìn)行初步降溫，調(diào)節(jié)初始引氣溫度。接著空氣進(jìn)入ACM COMP壓氣機(jī)使空氣的壓力溫度小幅上升。沿著管道空氣繼續(xù)進(jìn)入主熱交換器MAIN PART進(jìn)行再一次冷卻。然后空氣通過(guò)高壓水分離器SPLIT DUCT，在這里空氣中的水分被分離出來(lái)并進(jìn)行更大的降溫。在這個(gè)空氣循環(huán)中，氣流通過(guò)再熱器REHEATER、冷凝器CONDENSER和水分離器WE，然后回到再加熱器中。接著空氣流過(guò)ACM TURB壓縮機(jī)渦輪，同時(shí)空氣的壓力和溫度地降低了。從ACM的空氣壓縮機(jī)、空氣流回到冷凝器、空氣的溫度增加。經(jīng)過(guò)溫度調(diào)節(jié)后的空氣通過(guò)下游單向活門(mén)DOWNSTREAM CHECK VALVE進(jìn)入混合器給空調(diào)系統(tǒng)提供服務(wù)，再由從HOT AIR活門(mén)過(guò)來(lái)的熱引氣按用戶需求比例混合，提供給客艙空調(diào)系統(tǒng)服務(wù)。以上就是整個(gè)PACK系統(tǒng)的簡(jiǎn)單工作原理。

3 B6126 PACK 1故障現(xiàn)象

3.1 PACK 1流量控制活門(mén)指示“XX”

從11月上旬開(kāi)始該機(jī)多次反映PACK 1系統(tǒng)流量控制活門(mén)在ECAM頁(yè)面指示“XX”，重置后正常。PFR伴隨有PACK 1 FLOW SNSR（513HB）/FCV（511HB）/PIPS（537HH）故障信息。按照TSM21-51-00-810-829先后更換過(guò)P1 FLOW CTL VALVE（511HB）、P1 FLOW SENSOR （513HB） 、P1 INLT PRESS SENSOR（537HH）、PC 1 （531HH）、P1 PNEUM.SENSOR，CPR.OVHT.（521HH22） 均無(wú)效。

3.2 PACK 1工作流量低，經(jīng)常出現(xiàn)ByPass Mode

11月15日在更換流量控制活門(mén)期間，發(fā)現(xiàn)臭氧轉(zhuǎn)換器內(nèi)部破裂損壞嚴(yán)重。按AMM21-52-00更換臭氧發(fā)熱器，測(cè)試正常。11月30日更換521HH22后。測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)PACK1工作流量低，在兩個(gè)PACK同時(shí)打開(kāi)時(shí)PACK 1流量為0.6kg/s、PACK2流量為1.8kg/s。當(dāng)使用單PACK 1時(shí)，將溫度控制放到HOT，PACK流量活門(mén)位置開(kāi)到最大此時(shí)流量為1.6kg/s。10s后又關(guān)閉到2/3處，此時(shí)流量約為1.0～1.2kg/s。數(shù)秒后流量活門(mén)再次指示在LOW位，此時(shí)流量<0.4kg/s。ECAM出現(xiàn)Pack 1 In ByPass Mode信息，同時(shí)伴隨AIR PACK 1 REGUL FAULT的故障警告。隨后幾日在航前或飛行中都會(huì)出現(xiàn)ByPass Mode的ECAM信息。更換PACK 1 ByPass VALUE（521HH2）故障依舊。

4 故障分析

4.1 PACK 1流量控制活門(mén)指示“XX”

根據(jù)TSM排故流量活門(mén)511HB、流量傳感器513HB、壓力傳感器537HB都已經(jīng)更換過(guò)。流量控制活門(mén)開(kāi)關(guān)信號(hào)是由采集在流量控制活門(mén)進(jìn)口以及中部的氣流壓力通過(guò)流量傳感器經(jīng)PC計(jì)算后得出。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果在流量控制活門(mén)到流量傳感器513HB之間2根信號(hào)管存在漏氣現(xiàn)象可能也會(huì)導(dǎo)致流量指示“XX”。建議檢查IPC手冊(cè)圖紙內(nèi)120-170的彎頭接管等。

4.2 PACK 1 工作流量低，經(jīng)常出現(xiàn)ByPass Mode

在通過(guò)多次航后測(cè)試發(fā)現(xiàn)：在雙PACK工作時(shí)，PACK1活門(mén)指示開(kāi)度LOW位，見(jiàn)表1。

在單PACK 1工作時(shí)，流量保持不住，活門(mén)位置逐漸顯示在LOW位。隨后出現(xiàn)ByPass Mode故障提示。

分析原因：根據(jù)故障現(xiàn)象在使用PACK 1時(shí)，F(xiàn)CV位置在瞬間達(dá)到開(kāi)位，隨后活門(mén)指針擺動(dòng)，逐漸變?yōu)殛P(guān)位。這時(shí)從FCV通過(guò)的引氣在到達(dá)初級(jí)熱交換器時(shí)，由于交換器可能破損堵塞導(dǎo)致了氣流在交換器形成了氣塞，有放炮現(xiàn)象，這也可以解釋FCV活門(mén)指針波動(dòng)的原因。同時(shí)由于在初級(jí)交換器中的氣塞也導(dǎo)致了在FCV至初級(jí)熱交換器的管道中氣流流量變小。與此同時(shí)由于熱空氣不能順利進(jìn)入ACM壓氣機(jī)管道，ACM工作效率低，觸發(fā)了ByPass Mobe警告。查詢記錄在11月15日更換流量傳感器時(shí)發(fā)現(xiàn)臭氧轉(zhuǎn)換器內(nèi)部損壞嚴(yán)重，極有可能是損壞的部件堵塞了初級(jí)熱交換器。在12月4日更換冷凝器時(shí)也發(fā)現(xiàn)了REHEATER內(nèi)部濾網(wǎng)的損壞，也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。所以建議更換初級(jí)熱交換器后在繼續(xù)觀察。

5 排故總結(jié)

該機(jī)于12月9日更換了初級(jí)熱交換器后，兩個(gè)故障不再反映，目前正在進(jìn)一步跟蹤。初級(jí)熱交換器521HH18（522HH18）安裝于主熱交換器與集氣箱之間。外部沖壓空氣通過(guò)熱交換器對(duì)引起系統(tǒng)的熱空氣進(jìn)行降溫。

這次6126的故障還是因?yàn)槌粞醢l(fā)生器的損壞造成了下游初級(jí)熱交換器破損、堵塞導(dǎo)致熱交換效率低，使得ACM不能正常的工作觸發(fā)了旁通活門(mén)模式。同時(shí)流量控制活門(mén)由于氣塞導(dǎo)致管道中的空氣流量低，不能給予流量傳感器信號(hào)導(dǎo)致ECAM指示“XX”。同時(shí)警示我們?cè)赑ACK系統(tǒng)排故時(shí)如果發(fā)現(xiàn)某一部件損壞，就要在更換該部件的同時(shí)檢查位于該部件下游其他組件是否有損壞，避免以后產(chǎn)生故障。

之后如果碰到類似的PACK系統(tǒng)流量低的情況，應(yīng)該先檢查上游引氣系統(tǒng)供給氣體壓力是否正常，包括管道是否有漏氣現(xiàn)象。然后可以通過(guò)交換部件的方法，沿著PACK系統(tǒng)空氣流過(guò)的通路依次檢查各部件是否有損壞或者堵塞，一步步分析隔離故障。

對(duì)于PACK系統(tǒng)常見(jiàn)的指示“XX”故障，如果排除是傳感器引氣的問(wèn)題后。要檢查傳感器各個(gè)信號(hào)管是否有漏氣破損，因?yàn)樵搨鞲衅鞴ぷ髟硎峭ㄟ^(guò)探測(cè)PCV進(jìn)口與出口壓差值來(lái)判斷PACK系統(tǒng)流量。如果系統(tǒng)中氣體流量過(guò)小，超出傳感器探測(cè)壓力閥值之外，傳感器就會(huì)判斷自身故障從而指示“XX”。

參考文獻(xiàn)

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[2]關(guān)慕波，空調(diào)系統(tǒng)某些常見(jiàn)的問(wèn)題分析[J].制冷，2003，22（4）：75-77